Устройство для измерения деформаций льда Советский патент 1980 года по МПК G01N25/16 

цевой штанги. Материал н длину штока подбирают таким образом, чтобы обязательно вынолиялось соотношение

«;

где / - длина штока;

L - длина кварцевой штанги; ai, - коэффициент линейного тенлового расширения кварца;

а.1 - коэффициент линейного тенлового расширения материала штока.

На чертеже представлено устройство для измерения деформаций льда.

Предлагаемое зстройство содержит кварцевую штапгу 1, один конец которой жестко связан с постаментом 2, скрепленным со льдбм, стопку 3, которая также скреплена со льдом и всрхним КОНЦОМ жестко связана с компенсационным штоком 4. На конце компенсационного штока 4 закреплен параметрический преобразователь перемещений свободного конца штанги 5-.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Штанга из кварцевого стекла 1 жесткоскрепленасо льдом при цомощи постамента 2. Второй конец щтанги свободно смещается относительно льда при расширении или сжатии последнего. Смещения свободного конца штанги относительно льда регистрируются при помощи параметрического датчика 5, закрепленного на температурном компенсаторе 4, который в свою очередь заделан в стойку. С изменением температуры окружающей среды мепяются линейные размеры кварцевой штаигп 1, что является ошибкой измеренпй. Одновременно в ту же сторону меняет свою длпну комнепсационный шток 4, поэтому зазор между параметрическим датчиком 5 и свободным концом кварцевой штанги остается поетояппым, и таким образом удается исключить ошибку, возникаюшую изза собственных температурных колеба} ий штанги.

Например, длина кварцевой -штанги L - 1000 см; коэффициент линейного температурного расширения кварца aL 0,5 IQ-. Материал штока компенсатора - алюминий. Коэффициент линейного температурного расширения алюминия ,5 . Тогда длина штока

1 - 19,6 (см),

Ч

В этом случае при изме 1ении температуры окружающей среды длина штока и кварцевой щтанги изменится настолько, что зазор останется постоянным.

Введение температурной компенсации в штанговые кварцевые деформометры позволяет значительно расширить сферу использования таких устройств и применять их как для измерений деформаций льда, так и для исследования деформаций грунтов.

Макет устройства для измерений деформаций льда был испытан на ледовом покрове Финекого залива и на дрейфующей полярной станции «Северный полюс - 23, где одинаково хорошо зарекомендовал себя в работе.

Формула изобретения

Устройство для измерения деформаций льда или грунта, содержащее кварцевую штангу, один конец которой жестко связан с постаментом, скрепленным со льдом или грунтом, стойку и параметрический преобразователь перемещений свободного конца щтанги, отличающееся тем, что, с целью исключения температурной деформации щтанги, устройство снабжено компенсационным щтоком, причем последний расположен у свободного конца щтанги, одним концом жестко связан со стойкой, заделанной в лед или грунт, а противоположным, с закреплепным на нем преобразователем неремещений, направлен в ту же сторону, что и свободный конец кварцевой щтапги, а хТ,лина и материал щтока подобраны таким образом, чтобы выполнялось соотнощение

I Ч

где / - длина щтока;

L - длина кварцевой щтанги; аь - коэффициент линейного теплового расщирения кварца; а; - коэффициент линейного теплового расщирения материала щтока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 469108, кл. G OIV 1/20, 1975.

2.Латынина Л. А. Анализ работы штангового деформографа, АН СССР, ин-т физики земли, № 4218-72 деп, М., 1977 (прототип).